ISSN:
1436-5065
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Geography
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Die turbulenten Austauschkoeffizienten für Vertikaltransport werden für eine hypothetische Art thermischer Konvektion berechnet, die gewisse Ähnlichkeitsbedingungen erfüllt. Es zeigt sich, daß das Verhältnis der Koeffizienten gegeben ist durch $$\frac{{K_M }}{{K_H }} = \frac{\sigma }{{1 - \sigma }}\frac{{C^2 }}{{3n}}$$ . σ ist der von Thermik bedeckte Anteil der betrachteten Fläche.C ist eine Konstante, die die Geschwindigkeit einer Thermikblase als Funktion ihres Auftriebs und ihrer Größe angibt.n stellt den Winkel dar, unter dem sich die Blase vergrößert. Typische Werte dieser Verhältniszahl liegen in der Größenordnung 10−1 bis 10−3. Für eine stabil geschichtete Strömung können Werte dieser Zahl größer als 1 erwartet werden. Das Verhalten dieser Zahl wird mittels der elastischen Eigenschaften von Wirbelröhren, welche die Turbulenz darstellen, zu erklären versucht: Vertikal angeordnete Röhren verursachen zwar eine Reynoldssche Schubspannung, transportieren jedoch keine Beimengungen. Horizontale Röhren dagegen erzeugen keine Schubspannung, sind jedoch im Transport von Beimengungen sehr ergiebig. Die Auftriebskräfte in thermischer Konvektion erzeugen lediglich horizontale Röhren.
Notes:
Summary The eddy coefficients for vertical transfer are calculated for a hypothetical pattern of thermal convection possessing certain similarity properties and their ratio is found to be given by $$\frac{{K_M }}{{K_H }} = \frac{\sigma }{{1 - \sigma }}\frac{{C^2 }}{{3n}}$$ where σ is the fraction of the area occupied by thermals,C is a constant giving the velocity of a thermal in terms of its buoyancy and size, andn represents its angle of spread. Typical values of this ratio are thought to be in the range 10−1 to 10−3. A value correspondingly large than unity can be expected in a stably stratified fluid. The phenomenon is explained in terms of the elastic properties of the tangled vortex tubes which compose the turbulence: vertically oriented ones are well placed to produce a Reynolds stress, but transfer no material; horizontal ones produce no stress but transfer material effectively. Only the latter are generated by the buoyancy forces directly in thermal convection.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02247606
